金版学案高中化学第2章化学键化学反应与能量第3节化学反应的利用第1课时利用化学反应制备物质课件鲁科版

不溶于水
密度小于空气且常
适用
且常温下不与
(液)的气
温下不与空气中的
范围
空气中的物质
体
物质反应的气体
反应的气体
典型 H2、O2、 Cl2、HCl、 气体 NO、CO CO2、SO2
H2、NH3
(3)气体除杂装置的基本类型。
装置类 型
适用范 围
液体除杂剂 (不加热)
不溶于水 (液)的气体
固体除杂剂 (不加热)
若盛放 NaOH 溶液，Cl2 被吸收，不能完成净化目的。
答案：C
要点二 常见气体的制备 问题：常见气体制备的制备装置、收集装置、净化装 置、尾气处理装置是如何分类的？选择的依据是什么？ 提示：气体的制取一般包括气体的发生装置、收集装 置、净化装置和尾气处理装置四部分。
(1)气体制备装置。
装置基 固体反应 固-液反应 固-液反 本类型 物(加热) 物(不加热) 应物(加热)
＋2NH3↑＋2H2O
NaNO3＋ 硝酸 H2SO4(浓)==△===
NaHSO4＋HNO3↑
4NH3＋5O2催=高=化=温=剂= 4NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
利用化学反应制备物质，应该根据物质的性质，选 择科学合理的反应原理、合适的仪器和药品；如果是工 业生产，还需要考虑原料是否经济、步骤是否简便、操 作是否安全。实验室中制备物质还要考虑切实可行和简 单易行。
解析：(1)①收集干燥的 SO2，应先干燥，再收集(SO2 密度比空气的大，要从 c 口进气)，最后进行尾气处理； 因为 SO2 易与 NaOH 反应，故 D 的作用是安全瓶，防止 倒吸。②检验 SO2 的方法一般是：将气体通入品红溶液中， 品红退色，加热后又变红色。
(2)①根据实验所用药品，制得的气体中可能含有 H2S、HCl 和水蒸气；根据除杂的要求，除去 H2S 可选用 CuSO4 溶液或酸性 KMnO4 溶液；碳酸氢钠溶液用于吸收 HCl 气体或吸收酸性气体；②B 物质用于干燥制得的 CO2，可选用无水 CaCl2。
____________________________________________。
解析：实验题应从实验目的出发，设计实验步骤，仪
器连接应从左至右保证气流的通畅性。 答案：(1)a f h b c e d g (2)除掉氯气中
混 有 的 HCl 吸 收 多 余 的 氯 气 (3)MnO2 ＋
⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作 为吸收剂。
[例 2] 思考并完成下列两个题目：
(1)①实验室制备、收集干燥的 SO2，所需仪器如下 图所示。装置 A 产生 SO2，按气流方向连接各仪器接口， 顺序为 a→________→________→________→______→f。 装置 D 的作用是________________，装置 E 中 NaOH 溶 液的作用是_______________________________。
(4)“制”：点燃酒精灯，加热制气体。 (5)“集”：向上排空气法或排饱和食盐水法收集。 (6)“验”。 ①观察集气瓶中气体颜色，瓶中充满黄绿色气体。 ②用湿润的淀粉-碘化钾试纸放在瓶口，试纸变蓝。 5．尾气处理。 尾气用 NaOH 溶液吸收，防止污染空气。
二、氯气的工业制法
化学方程式：2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑＋ Cl2↑。
离子方程式：2Cl－＋2H2O=电==解==2OH－＋H2↑＋Cl2。 反应中氧化剂是 H2O，还原剂是 Cl－。
三、利用化学反应制备其他物质
物质 实验室制法
工业制法
Zn＋ 氢气 H2SO4===ZnSO4＋
H2↑
C＋H2O(g)=高==温==CO＋H2 CO＋H2O(g) =高==温==CO2＋H2
二氧 CaCO3＋ 化碳 2HCl===CaCl2＋
H2O＋CO2↑
CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑
氧气 2H2O2=M=△n=O==2 2H2O＋O2↑
硫酸
分离液态空气法
S＋O2=点==燃==SO2 2SO2＋O2V△2O52SO3 SO3＋H2O===)2==△===CaCl2 N2＋3H2高温催、化高剂压2NH3
答案：D
2.从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用如图所示 装置进行的是( )
A．不同浓度的硝酸与铜反应 B．稀硫酸与纯碱或小苏打反应 C．铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应 D．H2O2 在不同催化剂作用下分解
解 析 ： 浓 硝 酸 与 Cu 发 生 ： Cu ＋ 4HNO3(浓)===Ca(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；稀硝酸与 Cu 发生：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 生成的气体 NO 遇空气发生 2NO＋O2===2NO2 的反应均 可污染空气，不宜用如图装置制备。
1．实验室制 CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋
CO2↑。 2．实验室制
O2：2_K__C_l_O_3_=M_=_△n=_O=_=_22_K__C_l_＋__3_O_2_↑__。
3．实验室制 NH3：
2_N__H_4_C__l＋__C__a_(O__H_)_2_=_=△_=_=_=_C_a_C__l2_＋__2_N__H_3_↑__＋__2_H_2_O___。 4．实验室制 H2：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑或 Zn ＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
答案：A
3．实验室里可按如图所示的装置干燥、储存气体 R， 多余的气体可用水吸收，则 R 是( )
A．NO2 B．HCl C．CO2 D．NH3
解析：该气体可用向下排空气法收集，用倒置漏斗吸 收说明该气体易溶于水，只有 NH3 符合题意。
答案：D
4．已知 HCl 难溶于 CCl4。则如图所示装置中，不 适宜于 HCl 气体尾气吸收的是( )
易错提醒 1．制备物质应从原理的科学性、原料的经济性、操 作的简洁性、安全性等方面统筹考虑。 2．制备的装置应依据反应物的状态和制备气体的溶 解性情况选择。
3．除杂的试剂应依据制备气体的性质选择合适的试 剂，必须过量。
自我检测
1.如图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收 集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是 ()
若是排液体法收集气体，如采用排饱和食盐水的方法 收集氯气，导气管应短进长出。总之，导气管的连接应注 意到底要排出什么物质。
1．某化学兴趣小组利用 MnO2 和浓 HCl 及如图装置 制备 Cl2。下列分析中不正确的是( )
A．A 中可用分液漏斗代替长颈漏斗 B．A 中缺少加热装置 C．B 中盛放的 NaOH 溶液可以净化 Cl2 D．D 中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸 解析：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，B 中
常温下不与 除杂剂反应 的气体
固体除杂剂 (加热)
加热条件下 不与除杂剂 反应的气体
装置 示意图
(4)尾气处理装置。 ①溶液吸收法(防止吸收不充分和发生倒吸)。
②燃烧法。 ③收集法。
易错提醒 选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而 确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与 被提纯的气体反应。一般情况下：①易溶于水的气体杂质 可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂 质可用酸性物质吸收；④水可用干燥剂来吸收；
(4)某校化学兴趣小组称取 8.7 g 二氧化锰与足量 10 mol·L－1 的浓盐酸反应，理论上可制得氯气的体积(标准 状况)V1＝________L。
(5)若该小组量取了 10 mol·L－1 的浓盐酸 40 mL，与 足量的二氧化锰反应，理论上产生氯气的体积为 V2(标准 状况)，则 V1________V2(填“＞”“＜”或“＝”)，原 因是____________________________________________
第2章 化学键 化学反应与能量
第 3 节 化学反应的利用
第 1 课时 利用化学反应制 备物质
[学习目标] 1.掌握实验室制取氯气的原理、净化方 法及尾气处理方法。2.总结常见气体的制备装置及收集方 法。3.知道如何利用化学反应制备新物质，体会化学对人 类生活和社会发展的贡献。
知识衔接
写出下列化学方程式：
②验证 SO2 的方法是_________________________。
(2)CaCO3 广泛存在于自然界，是一种重要的化工原 料。大理石主要成分为 CaCO3，另外有少量的硫化物。 实验室用大理石和稀盐酸反应制备 CO2 气体。下列装置 可用于 CO2 气体的提纯和干燥。
完成下列填空： ①上述装置中，A 是________溶液，NaHCO3 溶液可 以吸收________。 ②上述装置中，B 物质是________。
解析：HCl 气体极易溶于水，吸收时 A、C、D 装置 可防止发生倒吸，B 装置会发生倒吸现象。
答案：B
要点一 氯气的实验室制法和净化方法及注意事项 问题：实验室制 Cl2，应如何完成制备、净化、收集 与尾气吸收？ 提示：(1)实验装置图。
(2)反应原理。 ①化学方程式为： MnO2＋4HCl(浓)==△===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 反应中，氧化剂是 MnO2，还原剂是浓 HCl。 ②若无 MnO2，可以用 KMnO4、K2Cr2O7、KClO3 等氧化剂代替，如 2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋ 2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。
自主学习
一、氯气的实验室制法 1．反应原理。 化学方程式： _M__n_O__2＋__4_H__C_l_(浓__)_=_=_△=_=_=__M_n__C_l_2＋__C__l2_↑__＋__2_H_2_O____。
2．仪器和试剂。 (1)仪器：圆底烧瓶，分液漏斗，酒精灯，集气瓶， 铁架台，石棉网，烧杯。 (2)试剂：MnO2，浓盐酸，NaOH 溶液。 3．装置设计。
4HCl(
浓
)
△ =====
MnCl2
＋
Cl2
↑
＋
2H2O
Cl2 ＋
2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O (4)2.24 (5)＞ 随着
反应的进行，盐酸浓度减小，稀盐酸不与 MnO2 反应，
反应不再进行
解题归纳 注意导气管的“长进短出”与“短进长出”。除杂用 的洗气瓶导气管应长进短出；排空气法收集气体的集气瓶 应注意所收集气体的密度与空气密度的比较，若要收集气 体的密度比空气大，应长进短出，反之，则短进长出，关 键的一点在于排出的是空气；
A．碱石灰和浓氨水 B．二氧化锰和浓盐酸 C．锌和稀硫酸 D．碳酸钙和稀盐酸
解析：A 项产生的气体是 NH3，不能用浓 H2SO4 净 化，也不能用向上排气法收集；B 项中反应需要加热，且 生成的 Cl2 中混有 HCl 气体，也不能用浓 H2SO4 除去；C 项生成的 H2 不能使用向上排气法收集。
(2)装置 F 的作用是________________，装置 E 的作 用是________________。
(3)装置 A 和 E 中的反应化学方程式为 A_________________________________________。 E__________________________________________。
装置 示意图
圆底烧瓶、分液 主要 酒精灯、 长颈漏斗、
漏斗、酒精灯、 仪器 大试管 大试管
石棉网
装置选 根据反应原理、反应物状态和反应条件来
择依据 选择
典型
气体 O2、NH3
H2
Cl2
(2)气体收集装置。
排水(液) 向上排空 向下排空 装置类型
集气法 气集气法 气集气法 装置示意
图
密度大于空气
(3)制备气体的类型：固体＋液体――△ →气体。 (4)收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。 (5)净化方法：用饱和食盐水除去 HCl，再用浓 H2SO4 除去水蒸气。 (6)尾气吸收：用强碱溶液(如 NaOH 溶液)吸收。
[例 1] 实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯 气。
(1)按气流从左到右，装置正确的连接为( )接 ( )接( )接( )接( )接( )接( )接 ( )(填各接口字母)。
4．实验步骤。 (1)“连”：根据装置图，按从下到上，从左到右顺 序连接。 (2)“检”：检查装置气密性。方法是：关闭分液漏 斗活塞，导管伸入水中，微热烧瓶，若导管口有气泡冒 出，停止加热后导管内上升一段水柱，则说明装置气密 性好。
(3)“装”：装药品，先向圆底烧瓶里加 MnO2，再 向分液漏斗中加浓盐酸。